年产20万吨醋酸车间设计

1、 答辩人：张李明 导 师：申红艳 学 号：0804034137 年产年产20万吨醋酸车间工艺设计万吨醋酸车间工艺设计 主要内容 选题目的及意义选题目的及意义 工艺路线确定工艺路线确定 物料、热量衡算物料、热量衡算 主体设备的设计主体设备的设计 致谢致谢 选题目的及意义 醋酸是最重要的有机酸之一，有机化工原料之一，在有机化学 工业中处于重要地位。 醋酸可作调味剂、酸味剂、增香剂。如可生产合成食用醋。 每年醋酸的工业需求持续增长。 工艺路线的确定 乙醇氧化法-工艺陈旧，生产规模小，原料和动力消耗高。 乙烯氧化法-原料和动力消耗高，技术经济上缺乏竞争性。 巴斯夫高压法-相应压力高，原料消耗定额高，副

2、反应多，工 艺复杂。 乙醛氧化法-原料来源广，产率高，工艺简单具有竞争力。 反应原理 主反应主反应 ohcocoohchhcoohochoch 22323 233 coohchochoch 323 2 1 ohocochchchochoch 223323 3 ohcocoochchochoch 223323 2 3 2 副反应副反应 工艺流程图 m 冷却水 尾气 加热蒸汽 冷凝水 pc lc tc fc fc fc r0101 e0102 t0103 e0104 p0105 p0106 p0107 t0201 t0202 t0203 p0204 p0205 r0101 氧化反应器 e0102

3、蒸发器 t0103 乙醛吸收塔 e0104 外冷却器 p0105 泵 t0201 脱轻组分塔 t0202 脱重组分塔 t0203 醋酸回收塔 水 低沸点 副产物 粗醋酸 含催化剂残液 氮气 乙醛 氧气 催化剂 成 品 醋 酸 混 合 物 物料衡算 u质量衡算主要依据质量衡算主要依据质量守恒定律。质量守恒定律。 u质量衡算的主要目的是为了质量衡算的主要目的是为了主体设备主体设备设计，设计，热热 量衡算量衡算以及后面的以及后面的车间布置车间布置做铺垫。做铺垫。 物料衡算 进 料出料 含量(%)质量（kg）含量（%）质量（kg） 原料乙醛乙醛99. 519900 氧 化 液 醋酸96. 026120

4、.05 醋酸0. 120醋酸甲酯0. 80157.86 水0. 360水1. 50417.61 三聚乙醛0. 120亚乙基二醋酸0. 6854.64 工业氧氧气987842.34甲酸0. 3996.4 氮气2160.05乙醛0. 3891.94 工业氮 催化剂 氮气97561.79 三聚乙醛0. 1820. 00 氧气317.37醋酸锰0. 0716.13 醋酸6096.77放 空 废 气 二氧化碳739.39 水3048.39氮气721.84 醋酸锰1016.13氧气142.85 乙醛47.36 总计28742.84kg28742.84kg 热量衡算 l 热量衡算主要依据热量衡算主要依据热量

5、守恒定律。热量守恒定律。 l 热量衡算的主要目的是为了确定热量衡算的主要目的是为了确定加热剂加热剂或或冷却冷却 剂的用量剂的用量以及以及设备的换热面积设备的换热面积，或可建立起进，或可建立起进 入和离开设备的物料的热状态之间的关系入和离开设备的物料的热状态之间的关系 热量衡算 以蒸发器的热量衡算为例 组分组分醋酸醋酸水水 温度温度120120 热量热量1.625107kj/h1.05106kj/h 总热量总热量1.73107kj/h 故故采用的反应器必须是采用的反应器必须是： 能提供充分的氧接触表面；能提供充分的氧接触表面； 能有效地移走反应热；能有效地移走反应热； 设备材料必须耐腐蚀；设备材料必须耐腐蚀； 有安全有安全装置；装置； 返返混混程度程度满足具体反应的要求。满足具体反应的要求。 搅拌鼓泡釜式反应器搅拌鼓泡釜式反应器 催化自氧化催化自氧化 主体设备 主体设备 搅拌鼓泡反应釜搅拌鼓泡反应釜 特点：特点： 1 气液反应气液反应-气液充分接触；气液充分接触； 2 带走大量热；带走大量热； 3 耐腐蚀。耐